选区激光熔化系统成形基板夹紧装置的制作方法

本实用新型属于金属粉末激光熔化增材制造技术领域，具体涉及一种选区激光熔化系统成形基板夹紧装置。

背景技术：

快速制造技术基于增材叠加制造原理，集材料、机械、控制、计算机等技术于一体，可有效克服复杂结构难以制造的技术局限，可解决航空航天、汽车等动力装备高端复杂零部件的制造难题。如美、德、日等国的制造企业应用快速制造技术辅助铸造蜡模、砂型，大大提升了传统铸造工艺的技术水平。目前，全欧400多家精密铸造厂家中，超过90%使用了快速制造技术。欧美政府已将该技术视为提升航空航天、汽车及武器装备等核心领域水平的关键支撑技术之一。快速制造领域国际权威报告《沃勒斯报告2010》（《Wohlers Report 2010》）统计显示，快速制造作为一个独立的生产技术，拥有1.3万亿美元的市场，我国销售总量仅占4.8%。总体上，我国在该领域处于研发领先、应用滞后的局面，其价值尚未引起足够重视。

目前，真正能够直接制造金属零件的3D打印技术包括基于同轴送粉的激光近形制造（Laser EngineeringNet Shaping,LENS）技术和基于粉末床的选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）及电子束熔化技术（Electron Beam Melting,EBM）。LENS技术能直接制造出大尺寸的金属零件毛坯；SLM和EBM可制造复杂精细金属零件。

SLM技术利用高能束激光熔化预先铺在粉床上的薄层粉末，逐层熔化堆积成形。为了保证金属粉末材料的快速熔化，采用较高功率密度的激光器，聚焦光斑很细微。SLM制造的金属零件接近全致密，强度达锻件水平，精度可达0.1mm/100mm。

在SLM技术中，铺粉设备属于关键设备，直接影响零件加工制造的精度。对于铺粉设备，其主要工作原理为：在成形缸活塞的表面固定安装成形基板，首先将金属粉末平推到成形基板上，然后，激光束按照当前层的填充轮廓线选区熔化成形基板上的粉末，加工出当前层；然后，通过控制成形缸活塞带动成形基板下降一个层厚的距离，再在成形基板当前层上面铺好金属粉末，激光束按照下一层的填充轮廓线选区熔化成形基板上的粉末，加工出下一层，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。

现有技术中，在成形基板的四角各开设有螺栓孔，然后，采用螺栓紧固的方式，将成形基板紧固到成形缸活塞的表面。该种紧固方式主要存在以下不足：（1）由于成形基板正面的四角位置预留螺栓孔，从而造成打印面积的减小；（2）金属粉尘易进入螺栓孔，从而带来附加摩擦，也导致螺栓孔污染；（3）成形缸活塞表面为基准平面，上述紧固方式，难以保证成形基板与基准平面充分贴合，在零件成形过程中，成形基板与基准平面之间易发生较大弹性变形，从而降低打印质量。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种选区激光熔化系统成形基板夹紧装置，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种选区激光熔化系统成形基板夹紧装置，在活塞表面的左右两侧对称固定安装有左夹紧块和右夹紧块；在成形基板底部分别开设有左夹紧槽和右夹紧槽；在所述成形基板的左侧面和右侧面分别开设有左螺纹孔和右螺纹孔；其中，所述左螺纹孔为水平螺纹孔，且与所述左夹紧槽连通；所述右螺纹孔为水平螺纹孔，且与所述右夹紧槽连通；将所述成形基板的左夹紧槽和右夹紧槽分别套设于所述活塞的左夹紧块和右夹紧块的外部，将左螺钉旋入所述左螺纹孔，并使所述左螺钉的前端与所述左夹紧块的左侧壁接触构成顶压关系，将右螺钉旋入所述右螺纹孔，并使所述右螺钉的前端与所述右夹紧块的右侧壁接触构成顶压关系，进而将成形基板紧固于活塞表面。

优选的，所述左夹紧块和所述右夹紧块采用螺纹固定方式，固定于所述活塞的表面。

优选的，所述左夹紧块的左侧壁具有用于与左螺钉前端形成顶压的斜面；所述右夹紧块的右侧壁具有用于与右螺钉前端形成顶压的斜面。

本实用新型提供的选区激光熔化系统成形基板夹紧装置具有以下优点：

采用侧面紧固的方式将成形基板夹紧固定于活塞上表面，由于不需要在成形基板的上表面开设螺栓孔，因此，充分利用了成形基板上表面的面积，扩大了打印面积。

附图说明

图1为本实用新型提供的选区激光熔化系统成形基板夹紧装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的选区激光熔化系统成形基板夹紧装置的侧面第1种状态时的结构示意图；

图3为本实用新型提供的选区激光熔化系统成形基板夹紧装置的侧面第2种状态时的结构示意图；

图4为本实用新型提供的选区激光熔化系统成形基板夹紧装置的侧面第3种状态时的结构示意图；

图5为本实用新型提供的选区激光熔化系统成形基板夹紧装置的侧面第2种状态时的侧视示意图；

图6为本实用新型提供的选区激光熔化系统成形基板夹紧装置的侧面第3种状态时的侧视示意图；

其中：1-成形基板；2-左夹紧块；3-活塞；4-右夹紧块；5-左夹紧槽；6-右夹紧槽；7-左螺钉；8-右螺钉；9-右螺纹孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种选区激光熔化系统成形基板夹紧装置，该装置易于进行成形基板安装，并且提供完整的打印平面，避免打印空间的浪费。

参考图1，为选区激光熔化系统成形基板夹紧装置的结构示意图，在活塞表面的左右两侧对称固定安装有左夹紧块和右夹紧块，例如，可采用螺纹固定方式；在成形基板底部分别开设有左夹紧槽和右夹紧槽；在成形基板的左侧面和右侧面分别开设有左螺纹孔和右螺纹孔；其中，左螺纹孔为水平螺纹孔，且与左夹紧槽连通；右螺纹孔为水平螺纹孔，且与右夹紧槽连通；将成形基板的左夹紧槽和右夹紧槽分别套设于活塞的左夹紧块和右夹紧块的外部，将左螺钉旋入左螺纹孔，并使左螺钉的前端与左夹紧块的左侧壁接触构成顶压关系，将右螺钉旋入右螺纹孔，并使右螺钉的前端与右夹紧块的右侧壁接触构成顶压关系，进而将成形基板紧固于活塞表面。

参考图2，为成形基板和活塞分离时的状态示意图；参考图3，为成形基板的夹紧槽套于活塞的夹紧块，但螺钉未旋入时的状态示意图；参考图4，为成形基板的夹紧槽套于活塞的夹紧块，且螺钉旋入到螺纹孔时的状态示意图。左夹紧块的左侧壁具有用于与左螺钉前端形成顶压的斜面；右夹紧块的右侧壁具有用于与右螺钉前端形成顶压的斜面。当左右螺钉不断旋进过程中，螺钉前端的斜面与夹紧块的斜面相接触，两斜面构成顶压关系，会使成形基板向下运动，从而与下方的活塞表面的基准平面贴合，达到图4状态，提高二者的紧密程度，完成基板的装夹。

本实用新型提供的选区激光熔化系统成形基板夹紧装置具有以下优点：

（1）采用侧面紧固的方式将成形基板夹紧固定于活塞上表面，由于不需要在成形基板的上表面开设螺栓孔，因此，充分利用了成形基板上表面的面积，扩大了打印面积。

（2）通过斜面的顶压关系，可使成形基板与活塞表面的基准平面紧密贴合，在打印过程中，不会造成较大弹性变形，保证打印质量。

（3）侧面紧固的方式避免了金属粉尘过分进入带来的附加摩擦以及螺纹部分的污染。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。